При департаменте энергетики США есть достаточно представительный комитет по водороду ( The Hydrogen and Fuel Cell Technical Advisory Committee (HTAC) ) . В начале ноября будет его очередное заседание с годовым отчетом.
В августе был промежуточный ( https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/htac_competitiveness_subcommittee_report_2019.pdf ) вот примечательные выдержки из него по поводу конкуренции с Китаем (вхождение в капитал Ballard как национальная угроза):
Перевод google translate:
... Для Соединенных Штатов на карту поставлены рабочие места и экономические выгоды от производства более 400 миллионов автомобилей, от 15 до 20 миллионов грузовиков и 5 миллионов автобусов к 2050 году, а также вспомогательная водородная инфраструктура, предусмотренная Водородный совет исследования. Для Соединенных Штатов было бы трагедией инвестировать средства в эту отрасль на начальном этапе, чтобы увидеть, как основная часть 30 миллионов рабочих мест и 2,5 триллиона долларов США в год, прогнозируемая Советом по водородным ресурсам, переместится в оффшор в такие страны, как Китай. Китай - общеизвестный «слон в комнате», поскольку он является единственной страной, обладающей как средствами, так и мотивацией для использования топливных элементов и электролиза на высшем национальном уровне, и он использует эти возможности для быстрого освоения лучших технологий и коммерческие возможности в области производства водорода и топливных элементов ... Китай начинается с относительно элементарной технической основы. Однако, хотя на развитие современной технологической базы в топливных элементах и водородной инфраструктуре потребовались десятилетия остальному миру, Китай, благодаря своим совместным усилиям, может приобрести или контролировать большую часть этого ноу-хау в течение нескольких лет. Кроме того, используя свои внутренние рынки, Китай может увеличить объемы производства, чтобы снизить производственные затраты ниже, чем в любой другой стране. Ballard Power Systems является пионером в отрасли и использует передовые технологии топливных элементов. Недавние крупномасштабные инвестиции Weichai и Broad-Ocean Motors в Ballard Power Systems (http://www.ballard.com/about-ballard/newsroom/news-releases/2018/08/29/b... Стратегия «Сотрудничество с Weichai-Power-Advance-China-Strategy» делает возможным оптовую передачу возможностей Балларда в Китай и возможный контроль над компанией. Несмотря на то, что Ballard является наиболее заметной компанией, не единственной компанией, занимающейся топливными элементами, которая уже воспользовалась преимуществами китайских инвестиций в свои компании. К 2020 году, через несколько месяцев, станет важным сближением событий в Японии и Китае. Японские автомобильные компании будут заниматься производством решения по компонентам для их электромобилей на топливных элементах (FCEV), спровоцированные Олимпийскими играми в Токио в 2020 году. Тем временем Китай завершит свой 13-й пятилетний план, в котором будут введены тысячи FCEV, и начнется 14-й пятилетний план, который, вероятно, будет включать значительное увеличение FCEV. Страны, которые разработали большую часть этой технологии, находятся в точке перегиба. Они могут либо принять срочные меры для смягчения этого процесса и обеспечить долгосрочное конкурентное преимущество, либо позволить ему следовать тем же путем, что и в фотоэлектрической и литий-ионной аккумуляторной промышленности. Подкомитет рекомендует уделить особое внимание бюджетам финансового года 2019 и 2020 финансового года Управления технологий топливных элементов (FCTO) Министерства энергетики США, чтобы сделать упор на устранение конкурентной угрозы...
Оригинал:
Собственно про водородную энерговундервафлю [ https://romansmirnov.org/233 ] пишу достаточно давно и в принципе с ней относительно все понятно - смесь ВИЭ и атома в плане доступности для третьего мира ( плюс есть интересные аспекты по редкоземельке - например платина для катализаторов - ЮАР (точнее хозяева шахт на ее территории) в предвкушении водородного хайпа уже давно ),
водород, также как и ВИЭ [ https://romansmirnov.org/189 ] способ относительно надежно зарыть токсичные транснациональные и пенсионные бабки, поддержать собственную популяцию мозгляков - ученых-инженеров
Для нас, помимо вобщем то того же, есть интерес в разработке собственных технологий, чтобы "продавать" третьему миру уже продукцию - внутри как энергоноситель конечно не выдерживает конкуренции с газом, может быть экспорт в японию, но эти проекты уже обсуждались и многие даже реализовывались уже давно. Некоторые так еще в 70ых.
Вобщем не суть на, что хотел обратить внимание - уровень рассуждений американцев об угрозе - ведь это даже не 5гэ от хуавея [ https://romansmirnov.org/158 ] выкуп китайцами канадского балларда это более, чем конкретная и уже считай свершившаяся история.
Еще веселей постановка вопроса о конкуренции с китайскими пятилетками, которые кстати на мой взгляд выгодно отличаются от наших, своей четкостью цифр и оптимальным временным окном (можно корректировать тактику.
Чем ответят? Технологически конечно скорее всего будут заниматься сами ( вкладываются норм - https://romansmirnov.org/248 ) , но экспериментальной площадкой вместо южной кореи сейчас просматривается - криптоколония япония.
Немного сцылок по теме:
2014 год
http://www.iae.or.jp/wp/wp-content/uploads/2014/09/ene_vision_2100/main.pdf
(улетный документ конечно до 2100 года ))
Стратегия от 2017 года
https://www.meti.go.jp/english/press/2017/pdf/1226_003b.pdf
https://docs.wixstatic.com/ugd/45185a_1befa5f90dbc4d26be1919763ea81086.pdf
https://igaspedia.com/en/2019/04/21/air-liquide-opens-gamagori-hydrogen-station/
Мицубиси
http://www.mhps.com/special/hydrogen/index.html
http://ecst.ecsdl.org/content/91/1/43.abstract
https://www.igu.org/sites/default/files/Article_Yakabe_Khan.pdf
Тошиба
http://www.toshiba.co.jp/about/press/2017_08/pr1001.htm
Спонсор японских коммунистов Кавасаки строит водородный терминал - http://www.ihfca.org.cn/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=8&id=226
т.е. японцы занимаются водородом давно и упорно, но угроза для американцев почему то китай.
Еще шутка юмора - посмотрел видосик с тайфуна в японии - у них там все время вспышки, когда на провода что то падает, они что не отключают электричество во время ЧС? Может рано им водород?
Комментарии
Судя по всплывающим все новым деталям истории с Фукусимой , примус им в самый раз!
В Японии из электроэнергетики вообще все соки выжаты изначально. Как после 2 МВ в шахтах начали стаханить под армейскими запасами метамфетамина, так дальше и повелось - "кто везёт, на том и едут".
В "Унесённых призраками" японские энергетики весьма художественно отмечены, как наиболее угнетаемая и благородная каста в экономике.
>>> они что не отключают электричество во время ЧС?
А есть ли смысл?
Да, если это обесточить, то потом за год не получится подключить обратно. Точно у части линий где-нибудь скопится вода и будет выбивать при попытке подключить обратно. А так вода сразу же испаряется не накапливаясь. Так же и с ВЛ. Пока они под напряжением, то прилетающие ветки сгорают сразу, а если ВЛ обесточить, то там столько веток скопится, что её день-два от них чистить придётся, прежде чем коротить перестанет.
И эти люди запрещают нам ковыряться в носу! Дикари-с!! Да и в пиндостане немало подобного. Чюбайсса им впомощщь!
Это колхозная оптика в основном. Когда проще и дешевле проложить новую ветку вместо копания где порвалось и где подключить нового абонента..
Когда кабель стоит около 100 долларов за километр.
Электрики бы повесились от такой структуры.
Водородная технология не взлетит - слишком опасно и технологически сложно\дорого по материалам.
Слишком мало есть известных материалов, которые могут неограниченно долго держать водород под давлением. Силикатное стекло не годится - хрупко, а среди остального дешёвых материалов нет, тем более для использования на транспортных средствах. Сквозь пластики и резину водород просачивается, а многие металлы разрушает.
композитные материалы - https://www.nproxx.com/hydrogen-storage/hydrogen-refuelling-stations/
ну и есть такая штука как LOHC - https://www.advancedsciencenews.com/hydrogen-storage-liquid-organic-hydr...
сколько это на круг стоит другой вопрос, уголь за 5000 км с четырьмя перевалками покажется детским утренником
Так там масса запасаемого водорода - единицы процентов в лучшем случае. Возить бочку ядовитой жидкости ради килограмма водорода? Так и без затрат энергии этот водород не извлечь. Эта технология не позволяет использовать рекламируемые преимущества водородной энергетики. В килограмме углерода энергии будет больше. Да и банальному бензину и бутан-пропану это проигрывает в эффективности.
Пишут про 2 кВт/ч на литр против 9,5 кВт/ч у бензина.
По сравнению с сжатием сжижением водорода - вся инраструктура добычи и перевозки угля - это детский шалости , детей 2 летнего возраста...
на почитать - коли считать затруднительно
https://afdc.energy.gov/files/pdfs/hyd_economy_bossel_eliasson.pdf
https://www.industrializedcyclist.com/ulf%20bossel.pdf
Бальдур известный в узких кругах персонаж )
Чего мне считать... везде подчеркиваю, что лично по моему мнению водород - инфраструктура под него, сейчас это вложение "лишних" денег у первого мира. Предлог для крестовых подходов потом против CO2...
Хотя как научные исследования или даже инженерные эксперименты (особенно не у себя) очень интересно - технологии наверняка могут и в космосе пригодиться... вобщем прогресс двигает.
Вот это забавно
... On the other hand, hydrogen generated in the Sahara desert, pumped to the Mediterranean Sea through pipelines, then liquefied for sea transport, docked in London and locally distributed by trucks may not provide an acceptable energy solution at all. Too much energy is lost in the process to justify the scheme. But there are solutions between these two extremes, niche applications, special cases or luxury installations. ...
Достаточно покрытия из металла, не имеющего хороших гидридов и с ограниченной мобильностью H-иона.
Меди, например. Очень тонкой фольги или вакуумного напыления достаточно. Это всё уже много-много лет назад решённые вопросы. Ещё в предыдущий, в 1980-е, забег.
А конкретно с мобильностью водорода и хранением его под давлением занимались ещё конструкторы, простягосспадя, дирижаблей. И что, собака, характерно - решили-таки к концу сороковых годов прошлого века.
Главная проблема на сейчас не этот и даже не какой-то другой вопрос, а общая экономика вопроса, связанная с категорическим неудобством водорода как топлива по куче параметром - плотность, стоимость получения, низкая температура кипения, широкий диапазон детонации и низкая температура вспышки в воздухе, высокая стоимость главного потребителя водорода - топливных жлементов и т.д. и т.п.
У водорода столько проблем, что работать с ним смогут только большие корпорации - получается так сказать упрощенный аналог атомных технологий. Окупаемость здесь не так важна, если будет возможность занять у государства. В качестве вынужденной замены нефти/газа для обеспечения стабильной работы промышленности от ветра/солнца - той части промышленности, которая должна запитываться постоянно. Всему остальному, особенно населению, сойдет прямое потребление энергии ветра+солнца, когда оно будет.
Полагаю они еще таки держат в рукаве план переброски энергии из сахары и прочих районов, где проще с солнцем или ветром. Высоковольтная передача на постоянном токе вполне может справится с потерями на приемлимом уровне. Здесь сильны политические риски, но они решаемы по мере углубления кризиса из-за цены не своего топлива. Впрочем пока поставщики топлива, мы и арабы, продаем по дешевке, все нормально, торопиться не нужно.
что такое занять у государства - они денег, товарную массу не производят... Государство - это надстройка из бюрократов и военных, которая лишь перераспределяет потоки товаров и услуг (считай теже потоки энергии ), произведенных обществом
Это хорошо для лабораторных условий. А в быту? Сколько лет такое покрытие сможет выполнять свою функцию 5, 10, 20 лет? При массовой замене жидкого топлива водородом нарушений правил хранения и эксплуатации будет очень много. Что будет если устройство 10 лет будет лежать в гараже и медь перейдёт в форму сульфидов и карбонатов, а потом дедушка решит вспомнить молодость и прокатиться по городу? Не станет ли девайс бомбой на колёсах?
Так баллон покрывается изнутри же. Все технические газы осушаются. И все баллоны под давлением (включая, например, метановые) проверяются/опрессовываются, обычное дело.
Выполнять фуекцию покрытие будет ровно столько, на сколько рассчитано. А рассчитано оно будет на столько, на сколько потребуется. Вы по жизни совсем-совсем водородных баллонов не видели? Думаете, сейчас с водородом в промышленностми сейчас не работают? Да, в количестве установок разница есть большая - сейчас их меньше, чем должно бы быть в мире, где водород - главный энергоноситель. Но принципиально, технически подобные проблемы давно решены. И решения там не запродельно сложное или дорогие, они лишь дороже решений для других газов.
Промышленность и быт это две разные вещи. В быту этот баллон(открытый всем ветрам) может валяться в гараже несколько лет, где сероводород из воздуха разрушит медное покрытие внутри(многие гаражи возникли на заболоченных участках куда свозили строительный мусор - гипс в таких условиях перерабатывается бактериями в сероводород).
гидриды металлов позволяют безопасно , без избыточного давления запасать водород с плотностью выше чем у чистого жидкого водорода (!!). но есть нюансы технологий ... хорошие телевизоры тоже не сразу научились делать...
только масса металла в 100 раз больше массы хранимого водорода
Как химик скажу- нифига не водородная энергетика на топливных элементах. Это крупнотонажное производство химии, причём одно вещество, с лёгкостью трансформируется в другое, с выделением водорода, который пойдёт на энергию трансформации, с получением третьих веществ в крупнотоннажном виде, которые будут использоватся в стратегических целях- типа диффузионные мембраны разных калибров в миллионах тонн обеспечат невиданную эффективность по разделению элементов.
То что стоило раньше рубль, станет стоить копейку!
китайцы делают филосовский камень, и он может у них получится:)
А может я их и переоцениваю:)
Оборот метилциклогексана и толуола, возможно, и безопаснее, чем водорода, но вряд ли энергетически выгоден. Слишком большие сопутствующие массы.
красивые диаграммы "Водород из сахары" был такой проект в проработке - вполне себе рентабельно просто Огромные бетонные Плиты черные благодаря добавке в бетон углерода с трубами и высококипяшим теплоносителем и Турбины....
Жидкий водород? И как они его хранят и перевозят? Или как камрад выше сказал, шо это не совсем водород.
Из Австралии повезут метилциклогексан(МСН), а обратно после выделения водорода толуол(ТОL). Или что-то подобное, но более дорогое вещество. На сайте точно не раскрывается, что за вещество они хотят возить. Пишут LH2. Но не понятно, что под этим скрывается.
Я не спец, но у меня сразу всплыло про .. the Hydrogen Liquefaction.
Но там имеется ввиду не термодинамическое сжижение водорода(по аналогии с метаном), а химическое связывание его с жидким носителем.(т.е. в одну сторону везут LH2, выделяют Н2, а назад возвращают L, для следующей итеррации)
Получение криогенного жидкого водорода - энергетически чудовищно затратный процесс. И к такому 100 литровому баллону, я бы по своей воле и на 100 метров не подошёл бы. Взрыв кислородного балона - это детская шалость на фоне взрыва такого же баллона, но с жидким водородом. Скорость звука в водороде много выше, и скорость расширения водорода соответственно будет выше в разы.
Угу. Прибавить офигительную диффузию и огромный диапазон детонационно-опасных концентраций в воздухе и получаем топливо "мечта террориста": ты даже задумать теракт не успел, а вот он тут уже сам случился. :)
Да и без детонации энергия потраченная на сжатие так и хочет превратиться в энергию расширения. Что вместе с диффузией, водородной хрупкостью и высокой скоростью звука даёт крайне неприятное сочетание свойств. Обычное расширение сжатого водорода будет сильно сверхзвуковым для обычного воздуха при любом дефекте конструкции, со всеми из этого вытекающими последствиями. Для струи сжатого водорода пуля вылетающая из ствола АКМ будет далеко дозвуковой.
добавьте еще отрицательный коэффициент джоуля-томпосона ... то есть он нагревается при истечении из трещины
http://www.rusnauka.com/22_NIOBG_2007/Tecnic/25188.doc.htm
Это как раз и есть следствие от его сверхзвукового истечения. Он тормозится об воздух и этим сильно нагревается.
не камерад не так... это следствие уравнения состояния водорода и ничего более - ни истечение,не нагревание не имеет значение.... ежели открой любую книгу о сжижении газов - там эффект джоуля томпосона описывается
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
Думаю, под LH2 прячется какой-то гидрид. Оптимально, по атомным массам, лития.)
Где же столько лития взять? Да и твёрдые они, а здесь жидкость. И не сильно стабильные (
) - реагирует с водой, кислородом, азотом. Если произойдёт возгорание мало никому не покажется.
Из памятки по ГИДРИД ЛИТИЯ ICSC: 0813 подготовленой в рамках сотрудничества между Международной Программой по Химической Безопасности (МПХБ) и Коммиссией Европейских Сообществ (КЕС) © МПХБ, КЕС 1999
Вы таки не указали автора этой картинки... А я его нашел
И ряд не таких броавурных как у топикстартера зато с физическим обоснованием статей о бесперспективности водорода...Статьи 2006 года, но учитывая, что никаких прорывов в материаловедении и сжижении газа не было, то все шо сказано актуально и теперь... Да самый цимус заключается в том, что пишет человек, который является CEO швейцарской фирмы , которая призводит тполивные ячейки
https://afdc.energy.gov/files/pdfs/hyd_economy_bossel_eliasson.pdf
https://www.industrializedcyclist.com/ulf%20bossel.pdf
И пускай каким угодно водородом грозит китаю сша, физике он угрожать не может...
На картинке речь идет о применении водорода на транспорте.Однако как крупномасштабный накопитель энергии по технологии PtG водород имеет перспективы,хотя и дальние.
Спасибо, как всегда классная тема.
Известно более 1000 институтов и организаций в мире работают в области поучения водорода. Вот пример как хранить и перевозить водород.
https://www.imp.kiev.ua/?lang=rus&a=development&str=development4
"Нетрадиционные источники водорода
Устройство (автономный источник водорода) предназначено для безопасного хранения, подачи водорода и создания сред высокого давления. В основе его работы лежат высокая подвижность водорода в кристаллической решётке и свойства ряда металлов и сплавов поглощать водород вместе с примесями в больших объёмах и при определённых условиях выделять только водород.
Хранимый водород находится в химически связанном состоянии, что исключает риск взрывоопасности при транспортировке и бессрочном хранении водородоносителей.
Устройство состоит из баллона, узла фильтров, газотранспортной и запорной арматуры, внешнего стандартного нагревателя, манометра. Сорбент и узел фильтров размещены внутри баллона и находятся в одинаковых термодинамических условиях. В устройстве могут быть реализованы механическая, термосорбционная и диффузная очистки водорода. Устройство может комплектоваться с любым оборудованием, является разборным и допускает замену сорбентов и узлов без нарушения работоспособности источника; выдерживает большие давления, температуры, что позволяет проводить активацию сорбентов непосредственно в источнике; может работать в качестве компрессора водорода.
Основные параметры (могут меняться):
• сорбенты - TiFe, TiCo, LaNi и др.
• масса снаряженного источника - ~ 10 - 12 кг, сорбентов - 3 кг;
• ёмкость баллона - ~ 1 л;
• водородоёмкость - 500 л;
• давление водорода <= 30 МПа;
• содержание газовых примесей после термосорбционной очистки - 10 - 4 %
• габариты - 120 х ( <= 250)х( <= 500) мм?
Устройство отличается от своих аналогов рядом новых конструкционных решений и отвечает мировому уровню разработки такого типа."
В баллоне объёмом 1 литр вмешается 500 литров водорода.
В литрах просто до фига, как кажется, а в килограммах? Энергоёмкость указывается в Дж на кг. Не будет ли энергоёмкость смешной в пересчёте на массу девайса?
И сколько оно стоит и какой срок службы? А также что будет если по нему стукнуть кувалдой(попадёт в ДТП). Солярка и бензин в топливном баке спокойно переносят такой тест.
И объём самого девайса не 1(!) литр, а все 15 (120х250х500)! И масса у него приличная выходит.
Ране было написано: "Хранимый водород находится в химически связанном состоянии, что исключает риск взрывоопасности при транспортировке и бессрочном хранении водородоносителей."
По массогабаритным показателям на первый взгляд так, но если посмотреть то что имеем по ГОСТ, то: https://prom-kapital.ru/ballony-vodorodnye , -это 50 литровый водородный баллон весит 93 кг, V=0,066m3, имеет ограниченный срок хранения, место для установки за пределами здания (транспортного средства).
В габаритах устройства помещена станция и баллон один из её элементов. Общий объём станции около 0,015 м3. Читайте выше. Соответственно при комплектации станции баллонами на больший объём суммарный уменьшится.
Так этот балон - мечта террориста, и там меньше 5 грамм водорода содержится
500 литров это 500/22.4 ~= 23 моля. Или 46 грамм.
Или, 46г*120кДж/г ~= 0.5МДж.
Чисто к слову: 1л бензина илим пропан-бутановой смеси - что-то около 40МДж.
Там же вроде от прОцентов пропан-бутановой смеси зависит, не? (за зиму не беру).
Конечно, зависит. Легче газ - меньше энергии в литре (но больше в килограмме).
Это ж так, для сравнения по порядку величины.
Автопроизводители включают три года бесплатного водородного топлива при продаже или аренде автомобиля
Цены на водородное топливо колеблются от 12,85 долл. США до более 16 долл. США за килограмм (кг), но наиболее распространенная цена составляет 13,99 долл. США за кг (эквивалентно по цене галлону бензина до 5,60 долл. США ), что соответствует эксплуатационным расходам в размере 0,21 долл. США на 1. милю. Автопроизводители включают трехлетнее водородное топливо в свои первоначальные предложения о продаже и аренде, что оградит первых пользователей рынка от этой изначально высокой цены на топливо.
Хотя будущая цена остается неопределенной, по оценкам NREL, цены на водородное топливо могут упасть до диапазона от 10 до 8 долларов за килограмм в период с 2020 по 2025 год. Килограмм водорода имеет примерно такое же содержание энергии, как галлон бензина. FCEV примерно в два раза эффективнее автомобилей с бензиновым двигателем: FCEV едет примерно вдвое дальше, чем обычный автомобиль, с тем же количеством топлива. При стоимости бензина в 3,50 долл. США за галлон пробег обычного транспортного средства стоит около 0,13 долл. США за милю, а FCEV, использующий 8 долл. США за кг водородного топлива, обойдется примерно в 0,12 долл. США за милю.